內(nèi)河限制性航道生態(tài)岸坡設(shè)計思考

張繼宗 浙江公路水運(yùn)工程咨詢有限責(zé)任公司

近些年來，隨著國家可持續(xù)戰(zhàn)略部署規(guī)劃的不斷落實(shí)，扎實(shí)推進(jìn)航道整治工程向生態(tài)友好型環(huán)境轉(zhuǎn)變儼然成為當(dāng)前綠色交通運(yùn)輸系統(tǒng)亟待踐行的工作內(nèi)容。結(jié)合當(dāng)前建設(shè)情況來看，以浙江地區(qū)為主的航道整治工程區(qū)域，嚴(yán)格按照綠色交通運(yùn)輸系統(tǒng)的規(guī)劃要求，從多個方面針對河流生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與保護(hù)工作進(jìn)行合理優(yōu)化與改進(jìn)，以期可以為進(jìn)一步深化內(nèi)河限制性航道生態(tài)整治效果。從某省航道生態(tài)型岸坡建設(shè)工程經(jīng)驗(yàn)來看，像京杭運(yùn)河、鹽河等紛紛落實(shí)了生態(tài)岸坡設(shè)計工作，尤其在關(guān)鍵路徑、水位問題以及植物選型等工作方面下足了功夫，基本上取得了預(yù)期的目標(biāo)效果。

1.內(nèi)河限制性航道生態(tài)岸坡設(shè)計關(guān)鍵路徑問題分析

1.1 內(nèi)河限制性航道概念

所謂的內(nèi)河限制性航道主要是指水面整體表現(xiàn)狹窄、斷面系數(shù)比較小，且對船舶航行過程有明顯制約作用的航道類型，一般多集中分布在我國蘇南地區(qū)以及浙北平原地區(qū)等。根據(jù)實(shí)際情況來看，蘇南地區(qū)以及浙北平原地區(qū)基本上可以視為我國社會經(jīng)濟(jì)以及內(nèi)河水運(yùn)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。在航道沿線分布特點(diǎn)方面，主要集中表現(xiàn)為城鎮(zhèn)、橋梁航道沿線分布分布較為集中。

其中，在航道水位方面主要以節(jié)制閘控制為主，且以水流平緩長，水位持續(xù)時間長為主要表現(xiàn)特點(diǎn)。與天然河流存在明顯不同，內(nèi)河限制性航道在很大程度上可以視為半自然生態(tài)系統(tǒng)，要求管理人員應(yīng)該針對航道內(nèi)部的景觀以及區(qū)域尺度上的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，并根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)提供相應(yīng)的生態(tài)服務(wù)，如物種棲息等。

1.2 設(shè)計要求

結(jié)合以往的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)來看，限制性航道護(hù)岸結(jié)構(gòu)在應(yīng)用模式上主要以柔性結(jié)構(gòu)局部取代傳統(tǒng)剛性硬質(zhì)護(hù)岸為主。究其原因，主要是因?yàn)檫@種護(hù)岸結(jié)構(gòu)模式可以適當(dāng)降低剛性硬質(zhì)護(hù)岸高度，并通過形成組合型護(hù)岸結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對河流生態(tài)環(huán)境的保護(hù)功能。與此同時，根據(jù)限制性航道水位特征來看，一般可以將護(hù)岸防護(hù)區(qū)分為護(hù)底區(qū)、行洪防護(hù)區(qū)等。對應(yīng)地，可以將生態(tài)型護(hù)岸結(jié)構(gòu)分為重防護(hù)區(qū)、景觀區(qū)等。

此外，對于復(fù)合型護(hù)岸結(jié)構(gòu)而言，在規(guī)劃設(shè)計方面要求相關(guān)人員應(yīng)該根據(jù)護(hù)岸結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度需求與穩(wěn)定性需求進(jìn)行合理規(guī)劃與設(shè)計，以確保護(hù)岸結(jié)構(gòu)周邊生態(tài)環(huán)境可以滿足協(xié)調(diào)統(tǒng)一的效果。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來看，為確保生態(tài)度岸坡工程的整體實(shí)踐要求，要求規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該充分針對護(hù)岸材料、護(hù)岸結(jié)構(gòu)問題進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署，以確保限制性護(hù)岸結(jié)構(gòu)生態(tài)性設(shè)計效果。

1.3 設(shè)計思路

關(guān)于內(nèi)河限制性航道生態(tài)岸坡設(shè)計思路的相關(guān)研究，本文建議規(guī)劃設(shè)計人員在材料選擇方面應(yīng)該盡量以自然柔性材料為主，目的在于規(guī)避二次環(huán)境污染問題出現(xiàn)。與此同時，減少剛性結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，以確保護(hù)岸你好視覺效果得以深化加強(qiáng)。重點(diǎn)針對水位變幅范圍，合理確定護(hù)岸頂高程，在不影響通航安全的同時，確保植物生長安全。除此之外，在植物類型的選擇方面，應(yīng)該積極與周邊環(huán)境進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，確保植物生長良好。

2.常水位與植物選型問題的相關(guān)思路分析

2.1 設(shè)計重點(diǎn)

生態(tài)護(hù)岸生態(tài)景觀功能的實(shí)現(xiàn)與否，關(guān)鍵取決于護(hù)岸一級平臺上種植的水生植物是否成活，以及是否與周邊自然環(huán)境融為一體。根據(jù)具體判斷結(jié)果，確定合適的設(shè)計水位或者一級平臺頂高程等參數(shù)數(shù)據(jù)。以長江三角洲地區(qū)限制性航道護(hù)岸設(shè)計為例，規(guī)劃設(shè)計人員通常會將具備50%累積頻率的航道常水位視為一級護(hù)岸頂高程的決策依據(jù)，將硬質(zhì)結(jié)構(gòu)長期淹沒在水下位置當(dāng)中，目的在于防止其對周邊景觀造成破壞影響。除此之外，為確保平臺上種植的植物生長安全以及航行安全，建議規(guī)劃設(shè)計人員在一級護(hù)岸平臺的水深設(shè)置方面不宜過大。最好可以根據(jù)水位變化情況，選擇合適的時間段，落實(shí)植物種植與管理等工作內(nèi)容。

2.2 影響因素

對于水生環(huán)境而言，水位與水流往往是影響水生植物生長效果的主要因素。其中水位因素主要針對生物量、水生植物分布等問題產(chǎn)生決定性影響。而水流變化會促使水位發(fā)生變動，導(dǎo)致植物群落的生物量、物種多樣性發(fā)生改變。舉例而言，蘆葦幼苗在完全淹沒狀態(tài)下，會發(fā)生節(jié)間距增長的變化。結(jié)合以往的調(diào)查經(jīng)驗(yàn)來看，植物在合適的水位波動條件下，其多樣性會達(dá)到巔峰。但是如果水位波動過大或者過小，很大程度上會導(dǎo)致一些不耐旱、不耐淹的植物難以存活。

2.3 規(guī)劃要求及思考

總的來說，水體流動過程會促使水生植物同化作用率不斷增加，同時在呼吸速率方面也會有所增加。但是需要注意的是，水流速度過快時，底泥懸浮影響也會越來越強(qiáng)，因此促使沉水植物光合作用效率不高，生長受阻。同時，水體流速的改變會促使沉水植物生物量等因素發(fā)生較大改變，如較大的水體流速會限制某一區(qū)域沉水植物的生存發(fā)展能力。以多瑙河水流條件與水生植物生長之間的作用關(guān)系為例，可以將植物適應(yīng)的水流流速劃分為4個等級，根據(jù)各級水流條件下水生植物的生長情況進(jìn)行研究與分析。

當(dāng)水流流速小于0.05m/s條件時，水生植物基本上可以得到良好的生長環(huán)境，長勢喜人；當(dāng)水流流速處于0.05-0.30m/s的低速水流條件時，多數(shù)水生植物可以達(dá)到穩(wěn)定生長狀態(tài)，像微萍、馬尿花等；當(dāng)水流流速處于0.31-0.69m/s的中速水流條件時，只有部分耐淹水生植物才可以達(dá)到良好生長效果，像蘆葦、毛莨屬等；當(dāng)水流流速超過 0.70cm/s時，當(dāng)前水流基本上已經(jīng)處于高速水流條件狀態(tài)，只有極少的耐濕、耐淹植物才可以存活下來，如牛角蘚等。

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，限制性航道在水流流速方面一般多處于0.40-0.60m/s之間，因此在水生植物的選擇方面，應(yīng)該以耐淹沒水生植物為主，如蘆葦、狗牙根、水杉等。其中，蘆葦具備調(diào)節(jié)氣候、保持水土等功能優(yōu)勢，比較適用于內(nèi)河航道治理工作當(dāng)中。

3.蘆葦生長特點(diǎn)以及養(yǎng)護(hù)管理

蘆葦?shù)母o葉在生長期間可以發(fā)揮改良土壤、增加土壤有機(jī)質(zhì)含量等功能優(yōu)勢，不僅可以為土壤養(yǎng)料改善提供良好保障，同時還可以吸收二氧化碳、氮氧化物等有害物質(zhì)，利于維護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境的安全。足以見得，蘆葦在很大程度上兼?zhèn)洵h(huán)境調(diào)節(jié)功能與生態(tài)效益維護(hù)功能的作用。一般來說，蘆葦可分布在湖濱、河口等位置生長，且多以密集群落方式存在，因此多具備抗高溫、耐水寒的特點(diǎn)。根據(jù)蘆葦以往的生長條件來看，因蘆葦屬于喜水植物與耐旱植物的領(lǐng)域范疇，因此在蘆葦生長條件方面，要求規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該給予蘆葦合適的生長水位，以確保蘆葦生物量得以加強(qiáng)。

結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，35-45cm的水深能顯著提高蘆葦生物量。需要注意的是，蘆葦生長期間遇到干旱問題時，可以通過采取個體變小，葉片數(shù)量減少等方法策略弱化蒸騰量，達(dá)到良好的抗旱效果。除此之外，以往蘆葦栽種方式主要以根狀莖移栽為主，具備方便管理、易于成活的優(yōu)勢。但有一點(diǎn)需要格外注意，規(guī)劃設(shè)計人員必須加強(qiáng)對蘆葦種植初期的養(yǎng)護(hù)管理，如可以采取補(bǔ)土或者補(bǔ)種等方式，以確保蘆葦成活率得以加強(qiáng)。

4.結(jié)論

總而言之，綠色發(fā)展理念的貫徹與落實(shí)無疑是為內(nèi)河航道整治工程提供了全新的發(fā)展動力。其中，生態(tài)型岸坡建設(shè)工作作為內(nèi)河航道整治工程的重要工作內(nèi)容，要求規(guī)劃設(shè)計人員應(yīng)該嚴(yán)格立足于當(dāng)?shù)丨h(huán)境情況、地勢情況等，從多個方面針對生態(tài)型岸坡建設(shè)工作進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。如重點(diǎn)針對斷面功能分區(qū)、結(jié)構(gòu)匹配、植物選型等關(guān)鍵問題進(jìn)行合理優(yōu)化與改進(jìn)，以確保內(nèi)河航道生態(tài)治理效果得以達(dá)到預(yù)期，從根本上推動航道整治工程的長足發(fā)展。